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信号回路面积

信号从走线上流过,回流信号在走线的下方参考层中流过,那么该信号所走的回路就是,信号源----走线----信号接收端----参考层----参考层中走线下方的走线----信号源下方----信号源。

那么这样一个回路就形成一个闭合回路,回路面积就是闭合走线长度乘以走线到参考层高度。回路面积由信号的走线以及信号返回信号源的路径决定。

根据法拉第定律,该回路会产生变化磁场,变化磁场就会产生电场,所以高频信号EMI是与回路面积密切相关的,如果想减少EMI,就必须把回路面积减小。这样一来,我们都知道了微带线的工作性能会好些。因为它的回路面积小,它比较靠近参考层。

不过由于一些特殊的原因,有时候回路面积不好控制。

看看下面的例子。

不连续区域。

 

不管什么原因使得这个不连续区域存在,如果有高速信号从其上通过,那么蓝色虚线是其回流信号,这样就增大了回流面积,引起EMI问题了。

 

接插头管脚分配

 

这是接插头管脚信号安排导致的EMI问题,红色是信号,蓝色虚线是回流信号,如果参考层连接的管教距离信号比较远,就会增加回路面积,推荐方式是蓝色实线作为连接参考层的管脚。

 

电源层上的回流信号。

如果距离信号最近的层是电源层,而不是地层,回流信号怎么回到器件的地引脚呢。

首先直流电压对交流信号没有任何影响,从交流角度来看,地层和电源层是没有区别的,比如我们连接电源层和地层的旁路电容,那么这2个层是短路在一起的。这个回流信号具体怎么从电源层流回地引脚,不好说,不过一般在实践中认为是,回流信号利用最近的旁路电容从电源层流回了地层。因为电源层和地层2者之间本身就形成了一个电容,即使没有另外加上旁路电容,高频信号的回流信号就可以通过这些另加的旁路电容或者层于层间的耦合电容流到地层了。

 

改变走线所在的层。

如果信号穿越几个层,那么回流信号怎么回到信号线下方的参考层呢,和上面电源层一样,通过最近的旁路电容流回去。

 

不相关的层。

 

数字器件IC1IC2需要一根线连接,如果走线只是走在数字区域那么回路面积会变大,有EMI,如果从模拟区域通过,回路信号或许在模拟区域寻找到一条回路,但是这样就将高频数字信号引到了模拟电路,万万不可的,综合考虑是该走线最好是放在数字电路区域。总之是,不要在不相关的层上方布线。

这篇文章我也是参考其他文章写成的,如果有不当之处,请包涵。 

博主
sunhenu@163.com
sun
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